Techno-Economic Assessment on the Feasibility of Solar Photovoltaic Systems for Tea Production in Kenya

Abstract

The tea sector is one of Kenya's most important industries, with a big impact on the country's economy and socio-economic development. At the same time, tea manufacturing is highly energy-intensive and strongly affected by electricity tariffs and high production costs. Due to the favorable weather conditions and growing renewable energy ambitions in Kenya, Solar Photovoltaic (PV) systems present a potential opportunity for a more cost-efficient tea production process.

The aim of this study was to assess the techno-economic feasibility of solar PV for tea manufacturing in Kenya. The study was conducted in collaboration with PV system supplier Miale Solar and combines qualitative field-based insights from stakeholders in the Kenyan tea- and energy sectors with a Techno-Economic Analysis (TEA). The analysis included both the supplier perspective through Miale Solar, and a customer perspective focused on medium-sized tea factories managed by Kenya Tea Development Agency (KTDA). Several grid-tied PV systems with and without Battery Energy Storage Systems (BESS) were assessed and evaluated. The study is based on a mixed-methods approach including interviews, observations, simulations and financial calculations. The technical assessment evaluate solar resource availability and its alignment with the tea factory load profile while the financial analysis includes Levelized Cost of Energy (LCOE), Average Electricity Price (AEP), Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period (PP), and Profit Margin (PM).

The results from the study indicate that solar PV systems have strong technical potential within the Kenyan tea sector, but that solar energy systems without storage cannot fully support the manufacturing process since large parts of electricity consumption occurs outside of daylight hours. Moreover, BESS was found necessary to ensure improvements in reliability and energy security. The financial analysis shows that grid-tied PV systems contributed to reduced electricity costs, but to which degree is highly dependent on whether surplus electricity can create value or not. Current regulatory conditions make utilization of excess energy through Net Metering difficult, and while BESS contributes to higher utilization and improved energy security, systems without storage solutions were generally found to be more financially viable due to lower investment cost.

Overall, the study concludes that solar PV systems can contribute to a more cost-efficient tea industry in Kenya, but that feasibility remains dependent on system design, financing structures, and regulatory conditions.

Popular Abstract (Swedish)

Solenergi för att sänka kostnader i Kenyas teindustri

Kenya är en av världens största producenter av te. Samtidigt är teproduktion extremt energikrävande, och el kan stå för upp till 20% av fabrikernas totala kostnader. Detta examensarbete visar att solceller kan användas för att minska dessa kostnader, men att systemdesign, regelverk och tillgången till finansiering avgör om solenergi verkligen kommer slå igenom i industrin.

Te är en avgörande del av Kenyas ekonomi. Över 5 miljoner Kenyaner försörjer sig genom arbete på teplantager eller i fabriker, och svart te svarar för en femtedel av landets exportintäkter. Men bakom varje kopp te finns en växande utmaning som sätter allt mer press på fabriksägare: elräkningarna.

Tefabriker är igång nästan dygnet runt och kräver stora mängder elektricitet. Kenyas elpriser hör till de högsta i världen, och för många tefabriker utgör kostnaden för el närmare 20% av den totala produktionskostnaden. Dessutom är det nationella elnätet opålitligt, där strömavbrott och störningar bidrar till ytterligare ekonomiska utmaningar. Mot den bakgrunden är solenergi ett intressant alternativ. Kenya har perfekta förutsättningar för solceller, med hög solinstrålning nästan året om, och det kan visa sig att den viktigaste resursen för Kenyas teindustri inte bara växer på fälten, utan också skiner ovanför dem. I denna studie analyseras olika nätanslutna solcellssystem, alltså system som är kopplade till det vanliga elnätet där fabrikerna både kan använda både egenproducerad solel och el från nätet vid behov, för att se hur väl de kan tillgodose elbehovet i Kenyanska tefabriker och hur de kan bidra till lägre produktionskostnader.

Resultaten är generellt hoppfulla, men varierande. Solceller kan minska fabrikernas elkostnad avsevärt. Men tyvärr skiner inte alltid solen när den behövs mest. En stor del av energikonsumtionen i tefabriker sker under kvällar och nätter, så under dagen kan större solcellssystem producera mer el än vad fabriken hinner förbruka. Därför analyserades batterisystem som ett sätt att lagra överskottsel från dagen till senare användning. Batterier visade sig förbättra möjligheten att använda mer egenproducerad solel, och utgör samtidigt den enda möjliga lösningen för att öka energisäkerheten och minska känsligheten för strömavbrott. Däremot är batterier dyra, och i många fall visade sig solcellssystem utan batterier vara mer lönsamma. Ett annat alternativ för att nyttja överskottsel från solcellerna är att sälja elen tillbaka till elnätet, något som dock visade sig vara svårt i Kenya då nationella regelverk gör processen krånglig och osäker.

Studien bygger på en tekno-ekonomisk analys, samt två månaders fältarbete i Kenya med studiebesök och intervjuer med personer inom både te- och energisektorn. För att sammanfatta pekar resultaten på att solenergi har stor potential inom den Kenyanska teindustrin, men att regelverk och finansieringsmöjligheter spelar stor roll för i vilken utsträckning. Dessutom behöver systemen anpassas efter fabrikernas energibehov och ekonomiska förutsättningar för att på bästa sätt kunna bidra till lägre elkostnader i teproduktionen, och därmed hjälpa fabriksägare och arbetare att försörja sig. Men om rätt förutsättningar skapas kan solen alltså komma att bli lika viktig för den Kenyanska teindustrin som själva tebladen.

• author: Langlet, Ellen and Holmberg, Ebba
• supervisor: Martin Andersson
• organization: Department of Energy Sciences
• course: MVKM01 20261
• year: 2026
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering; Business and Economics
• keywords: Solar energy, Solar Photovoltaic (PV), Renewable energy, Sustainable energy systems, Techno- Economic Analysis (TEA), Energy Systems Analysis (ESA), Tea manufacturing, Tea industry, Industrial energy systems, Kenya
• report number: ISRN: LUTMDN/TMHP-26/5683-SE
• ISSN: 0282-1990
• language: English
• id: 9231159
• date added to LUP: 2026-06-08 12:26:59
• date last changed: 2026-06-08 12:26:59